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什么是惯性导航技术?在北斗和GPS都有哪些运用?

betway88手机版:2019-03-11 点击次数: 编辑:admin
目前的定位技术两大巨头,GPS定位与我国的北斗卫星定位系统。但是卫星定位只能用在室外环境,一到隧道、城市高楼环境下、还有室内,由于导航信号衰减太快,卫星定位就无法使用。

大家平时在高德、百度地图定位导航的时候,经过隧道或者在高架下卫星信号被遮挡时,就没有定位和轨迹信息了,直到大家离开这个区域之后定位才会重新显示。

那么,这种定位需求当前有没有“刚需”呢?答案是肯定的。

你可能会说,现在很多的定位终端都加入Wi-Fi定位,能够解决这个问题吗?

Wi-Fi定位首先需要部署大量的信号设备,因为Wi-Fi定位的原理是三角定位,如果一个信号设备的电量不足或出现故障,那么它整体的定位精度就会出现偏差,而且Wi-Fi设备大多在城市内,因此也不能保证在隧道或者高架地下就有信号。

还有什么定位技术能够解决这个问题呢?这就是惯性导航技术。

惯性导航一般是军用,几乎所有的导弹上都会安装惯导设备,因为导弹在最后打击目标的时候需要切断信号以防被对方监测到导弹,如果有信号的话对方就可以给导弹发送个指令去打击自己,所以在最后没有信号的时候,惯导可以完全自主定位,直至最终打击到对方。这种惯导设备是最为高端的,价格也是相当昂贵的。

了解到惯导是可以在没有任何信号的情况下自主定位的,如果这种定位方式用到北斗、GPS定位终端设备上,让惯导变得更加接地气,在民用化的道路上为大众服务,让定位终端不仅能在广阔的环境下定位,也能在偏向室内环境下具有无可替代的优势。

什么是惯性导航?

惯性导航是 20 世纪中期发展起来的制导技术。通过惯性测量组件(IMU)测量载体相对惯性空间的角速率和加速度信息,利用牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度和位置信息,相对于北斗、GPS定位导航技术具有不依赖外界信息、不向外界辐射能量、不受干扰、隐蔽性好的特点,且惯导系统能连续地提供载体的全部导航、制导参数(位置、线速度、角速度、姿态角),故广泛应用于航天、航空、航海领域,特别是军事领域。

惯导技术的应用有哪些?

惯导技术应用场景也是非常多的,文章开头说的经过隧道或者在高架地下北斗、GPS等卫星信号被遮挡时,这时惯导技术就能够解决这个问题。在失去卫星信号的情况下能够利用自带的加速度和陀螺仪进行惯性定位导航,并且能够提高陀螺仪的精度,解决了卫星定位信号盲区的问题,大力的提高位置精度。

消防领域的单兵定位,在救灾现场Wi-Fi和蓝牙在这种环境下基本上是没有办法正常使用的,所以惯性导航这种相对位置的定位方式会更适合这种场景,消防员只需要经过一个起始位置的触发器就可以在室内环境下进行定位,并且无需任何信号源,凭借纯惯导就可以定位,从而实现了由传统“经验式黑箱救援”向“定位导航式救援”的根本性转变。

再比如:林业定位,很多深山老林之中,卫星信号不能到达的时候,而大山之中布置Wi-Fi信号设备也不实际,惯导就不需要任何额外信号,所以可以准确地定位人在林场的位置,并且可以在后台看到林业员的运动轨迹。

除了车辆定位、救援、林业中的应用,停车场、医院等室内定位都需要惯导技术,在停车场找不到车用惯导技术就可以解决,在医院从挂号后就可以跟着室内定位工具进行寻医导诊。

惯导定位应用越来越变得重要,惯导系统自主、实时、连续等优点可弥补 北斗、GPS 易受干扰、动态环境可靠性差的不足。近年来不仅用于安全领域,逐渐应用于大众市场,比如在运行载体追踪,还有宠物防丢等。利用磁空间和机器视觉进行物体的跟踪需要依赖外部设备,对使用环境有限制,利用惯性导航定位系统中就省去了复杂的外部参考系。

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